نام پژوهشگر: بهجت میرزنده‎دل

بررسی مشخصه های پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر درشت دانه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  بهجت میرزنده‎دل   محمود فغفورمغربی

در سازه های هیدرولیکی با تشکیل پرش هیدرولیکی میزان قابل ملاحظه ای از انرژی آب مستهلک می‎گردد. برای افزایش افت انرژی از حوضچه های آرامش با موانع و بلوکها استفاده می شود. یکی از راههایی که می تواند باعث افزایش افت انرژی در پرش هیدرولیکی شود، ایجاد زبری در کف حوضچه های آرامش می باشد. از طرفی در پایین دست رمپ ها و شوت های سنگی پرش هیدرولیکی روی بستر زبر با افت زیاد انرژی می تواند رخ دهد. از این رو در این پژوهش خصوصیات پرش هیدرولیکی برروی بسترهای زبر درشت دانه، با زبریهای یکنواخت در فلوم افقی مستطیلی به عرض 30 سانتیمتر، طول 11 متر، نرخ جریان از 3 تا 30 لیتر بر ثانیه و اعداد فرود بین 3 تا 7/17 انجام گرفته اند. آزمایش ها برای بستر صاف و دو زبری با قطر میانه 5/3 و 11 میلیمتر و سه باز شدگی دریچه انجام شدند. مشخص شد که عمق ثانویه پرش بر روی سطوح زبر نسبت به سطوح صاف کاهش دارد و برای برخی از آزمایش ها تغییر در ارتفاع زبری ها تأثیر چندانی برروی مشخصات پرش ندارد و برای سایر آزمایشات با افزایش زبری مشخصات پرش تحت تأثیر قرار می گیرد. مقدار عمق ثانویه نسبت به حالت کلاسیک بین 29 تا 37 درصد کاهش می یابد. تنش برشی کف بر روی بسترهای زبر بیشتر از بسترهای صاف می باشد. طول پرش، طول غلطاب، افت انرژی و پروفیل سطح پرش نیز مورد بررسی قرار گرفتند. طول پرش نسبت به حالت کلاسیک بین 40 الی 56 درصد کاهش می یابد. در نهایت فرمول هایی برای بدست آوردن نسبت عمق ثانویه، طول پرش و غلطاب، افت و ضریب تنش برشی کف برحسب عدد فرود و زبری نسبی برای پرش های تشکیل شده برروی بسترهای زبر ارائه شده اند. این فرمولها با نتایج مطالعات قبلی انجام شده در این زمینه نیز مقایسه گردیده اند. . در تمامی مطالعات انجام شده در زمینه پرش، محدوده ی اعداد فرود بزرگتر از 4 بوده اما از آنجا که طبق مطالعات leutheusser وschiller در سال 1975 ، carollo و همکاران در سال 2007، pagliara و همکاران در سال 2008 اعداد فرود کمتر از 4 در معادله ی بلانگر صدق نمی‎کند، این محدوده ی اعداد فرود نیز بررسی شده است. اهداف عمده تحقیق بررسی موارد ذیل نیز می باشد: 1-تأثیر زبری های درشت دانه بر مشخصات پرش هیدرولیکی 2- افت انرژی در طول پرش هیدرولیکی 3-تأثیر زبری نسبی بر استهلاک انرژی و سایر پارامترهای پرش هیدرولیکی 4- استخراج روابط مربوط به پرش در بستر زبر درشت دانه 5- استخراج فرمول نسبت عمق ثانویه برای فرود کمتر از 4 از طرفی جهت صحت سنجی و بررسی روشی کارامد بدون نیاز به هزینه های اجرایی، اقدام به مدل سازی یک نمونه از آزمایش ها بصورت نرم افزاری می گردد